بررسي توزيع سرعت و شدت آشفتگي در حضور تلماسه و پوشش گياهي در يك كانال مستطيلي روباز

Investigation of Distribution of Velocity and Turbulence Intensity in Presence of Dunes and Vegetation in a Rectangular Open Channel

نظر به اهمیت شكل­های بستر نظیر تلماسه­ها در كنترل میزان انتقال رسوب، تولید اغتشاش و مقاومت جریان و همچنین نقش پوشش گیاهی در انتقال جریان و جرم در رودخانه­ها، كانال­ها و تالاب­ها، ضرورت مطالعه ساختار جریان در اثر برهم­كنش پوشش گیاهی و تلماسه بیش از پیش مطرح می­گردد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر ارتفاع تاج تلماسه در حضور پوشش گیاهی بر توزیع سرعت و شدت آشفتگی است. بدین­نظور مدل فیزیكی شامل تلماسه­ها با طول موج یك متر، دو ارتفاع تاج 04/0 و 08/0 متر، شیب وجه پایین­دست 28 درجه و عرضی برابر عرض كانال تهیه شد. شن مورد استفاده برای ساخت تلماسه­ها دارای قطر متوسط 14 میلی­متر می­باشد. برای شبیه­سازی پوشش گیاهی كناری رودخانه­ها از ساقه برنج استفاده گردید. نتایج نشان داد كه با افزایش ارتفاع تاج تلماسه، ناحیه جدایی جریان از نزدیكی تاج تلماسه با ارتفاع 4 سانتی­متر به نزدیكی بخش فرورفته انتقال می­یابد. مقدار بیشینه تنش با افزایش ارتفاع تاج تلماسه در فاصله دورتری از بستر اتفاق می­افتد. بیشینه نوسانات در راستای جریان روی تلماسه با ارتفاع تاج 4 سانتی­متر روی وجه بالادست قرار گرفته است، در حالی‌كه این مقدار در تلماسه با ارتفاع 8 سانتی­متر در بالای ناحیه جدایی جریان در منطقه برخاستگی اتفاق افتاده است.

Formation of bed forms, such as dunes, is a prominent feature in natural open channel flows with sediment transport. Knowledge of turbulent flow over sand dunes is needed to understand the interaction between the flow, the bed forms and the associated sediment transport. This study presents results of an experimental work aimed at investigating the effect of different dunes and vegetated banks on flow velocity, Reynolds stresses and turbulence intensities. Experimental measurements were made over fifth and sixth dunes in a series of ten of 2-dimensional asymmetric gravel dunes which had dune height of 4 and 8 cm, respectively. These dunes had a mean wavelength of 100 cm, mean lee slope angles of 28º, and width equal to the flume width. Rice stems with a median diameter of 2.7 mm and a stem distribution density of 400 stem/m were used to cover the flume banks for simulating vegetation on riverbanks. From experimental measurements, the effect of different heights of crest of gravel dunes on the characteristics of flow in vegetated flume; and the reattachment points for different heights of crest of gravel dunes were investigated.